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- 하이브리드 나노소재로 고품질 형광 인상 생성
- 범죄 현장(예: 지폐나 총알 탄피)에서 고품질 지문을 직접 볼 수 있는 새로운 도구

지문이 더 잘 보이게 하는 새로운 파우더
하이브리드 나노소재로 고품질 형광 인상 생성

범죄 물질:
새로 개발된 형광 마커는 다양한 표면의 지문을 효과적으로 얼룩지게 한다. 하이브리드 나노물질은 기름진 손가락 잔여물과 염료의 결합을 강화한다. 이 분말을 통해 법의학 과학자들은 이제 범죄 현장(예: 지폐나 총알 탄피)에서 고품질 지문을 직접 볼 수 있는 새로운 도구를 갖게 되었다. 

▲ 키토산으로 MCM-41 NP를 변형한 후, 키토산의 하이드록실기와 단실글리신의 카르복실산기 사이의 상호작용을 통해 DnsGly로 MCM-41@Ch 표면을 변형한다. (출처:관련논문 Dansyl fluorophore functionalized hierarchically structured mesoporous silica nanoparticles as novel latent fingerprint development agents / RSC Advances)

손가락 끝의 홈 패턴은 사람마다 다르며 평생 변하지 않는다. 따라서 경찰과 사법부는 사람들을 식별하기 위해 지속적으로 이를 사용한다. 이론적으로 이것은 귀, 눈, 혀와 같은 다른 신체 특징으로도 수행될 수 있지만, 이는 다소 비실용적이다. 지문을 사용하여 누가 물건을 만졌는지 확인할 수도 있다. 만지면 땀과 기름진 물질이 손가락에서 표면으로 옮겨져 특징적인 자국이 생긴다.

대부분 지문은 육안으로는 보이지 않는다. 따라서 이러한 "잠재 지문"은 법의학적으로 평가할 수 있도록 먼저 화학적 또는 물리적 방법을 사용해 눈에 띄게 만들어야 한다. 일반적으로 염료나 형광 마커가 사용되지만, 항상 고해상도 인상을 제공하는 것은 아니다. 이를 염색하려면 복잡한 실험실 장비가 필요한 경우가 많으므로 평가에 시간이 많이 걸린다.

▲ 새로운 하이브리드 재료를 사용한 잠재 지문 개발 - MCM-41@Ch@DnsGly NP로 염색하기 전과 후의 가시광선(a) 및 MCM으로 염색한 후 UV 광(λex = 365nm) 하에서 스테인레스 스틸에 - (c) 스테인레스 스틸, (d) 유리, (e) 플라스틱 및 (f) 황동 카트리지 케이스의 41@Ch@DnsGly NP. © RSC Advances

세 가지 구성요소로 이루어진 하이브리드 소재

브라질 알라고아스 연방대학교의 라이스 올리베이라(Lais Oliveira)가 이끄는 팀은 이제 지문을 빠르고 고품질로 볼 수 있는 새로운 방법을 개발했다. 이를 위해 연구진은 MCM-41, 키토산, 단실글리신 등 다양한 물질을 결합해 새로운 형광 염료를 개발했다.

약어 MCM-41은 메조다공성 규산염으로 만들어진 나노입자를 나타낸다. 기공 덕분에 규산염은 다른 물질이 결합할 수 있는 넓은 표면적을 가지고 있다. 키토산은 새우, 게, 바다가재의 껍질에서 자연적으로 발생하는 고분자 설탕이다. 폴리머는 나노입자에 결합해 서로 뭉치지 않도록 한다. 이 두 물질은 함께 UV 광선 아래에서 황록색 형광을 발하는 유기 염료인 단실글리신의 견고한 골격을 형성한다.

▲ 유리에 묻힌 지문을 MCM-41@Ch@DnsGly NP로 강화하고, 365nm에서 조사한 다음 다양한 필터로 관찰한 이미지(표시된 대로).

Oliveira와 그녀의 동료들은 X선 현미경을 사용하여 MCM-41@chitosan@dansyl글리신(MCM-41@Ch@DnsGly NPs)이라고 불리는 이 분말형 하이브리드 물질의 특성과 정확한 구조를 조사했다. 그들은 또한 화학적으로나 구조적으로 다른 표면에서 다양한 지문의 색상을 테스트하는 데에도 이를 사용했다.

지폐에도 지문이 묻어요

이 가루는 플라스틱, 유리, 칼날, 탄약통 케이스 등 금속 물체 등 다양한 물질에 지문을 남긴 것으로 밝혀졌다. 다양한 보안 기능을 갖춘 지폐에도 고품질 인쇄물을 만들 수 있다. "예를 들어 영국 지폐에는 형광 패턴, 마이크로프린팅, 투명 영역, 홀로그램 호일 및 양각 부분이 있어 잠재 지문을 시각화하기 어렵다"고 팀은 설명했다. 그러나 테스트 결과 이는 새로운 염료에는 문제가 되지 않는 것으로 나타났다.

새로운 지문 외에도 이 물질은 30일 된 지문에도 성공적으로 얼룩을 남겼다. 그루브 패턴의 거친 소용돌이와 루프 외에도 새로운 염료는 세세한 부분과 땀구멍의 위치와 같은 더 미세한 세부 사항도 포착해 생성된 인쇄물이 거의 항상 영국 내무부의 품질 표준을 충족했다.

▲ MCM-41@Ch@DnsGly NP를 사용하여 £5 지폐에 현상된 지문: (a) 365nm로 조사된 후면 보안 기능과 필터 없이 본 것(i)과 510nm 필터 없이 본 것(ii) (b) 365nm로 조사된 홀로그램 호일과 필터 없이 본 것(i)과 510nm 필터 없이 본 것(ii).

연구팀이 설명하는 것처럼 나노입자는 형광 표지와 지방 침전물 사이의 결합을 강화했다. 따라서 인쇄물은 515나노미터 파장의 강렬한 녹색으로 빛났다. UV 광선으로 현상한 후 이 빛은 가시광선과 UV 광선 모두에서 볼 수 있다.

범죄 현장의 다재다능한 도우미

염색에는 실험실 장비가 필요하지 않았다. 새로운 염료를 범죄 현장에 직접 적용하고 조명할 수 있었다. 조사팀은 지문의 사진을 찍을 수 있다. 따라서 새로운 나노물질은 사람을 더 쉽게 식별할 수 있게 하고 법의학 조사에 큰 도움이 될 수 있다고 연구진은 결론지었다.
(RSC Advances, 2024; doi: 10.1039/D4RA03074E)
출처: Diamond Light Source

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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